在常规热压（CHP）中，氮化硼（BN）喷涂充当一种双重保护界面。其主要功能是作为化学惰性屏障，防止样品材料（如钛合金）与石墨模具发生反应，同时充当润滑剂，确保烧结件不会卡在模具中。
核心要点 氮化硼对于保持样品化学纯度至关重要。通过将活性金属粉末与富含碳的模具隔离开来，它可以防止表面污染（碳化），并确保成品件能够完好无损地脱模。
化学屏障功能
防止碳化
BN喷涂最关键的作用是阻止碳扩散。
在CHP所需的高温下，活性金属——特别是钛合金——对碳有很强的亲和力。如果没有屏障，金属会与石墨模具发生反应，导致碳化。
保持材料性能
碳化会改变材料表面的化学成分。
通过喷涂BN，您可以创建一个阻挡这种反应的屏障。这确保了最终的烧结样品能够保留其预期的合金成分和机械性能，而不是形成脆性的碳化物表面层。
机械润滑功能
便于样品弹出
石墨模具是刚性的，烧结是在高压下进行的。
BN喷涂充当高温润滑剂和脱模剂。它防止烧结的块状材料粘附或“粘”在模具壁上，从而实现平稳、无损的样品弹出。
保护石墨模具
BN提供的润滑作用也能保护您的工具。
通过减少摩擦和防止样品与模具壁之间的化学键合，BN延长了石墨模具的使用寿命。这使得模具有可能重复使用，并减少模具本身的表面缺陷。
理解应用权衡
应用一致性至关重要
BN的有效性完全取决于均匀的应用。
喷涂层中的任何缝隙都会使样品暴露在石墨中。即使是一个小针孔也可能导致局部碳化或粘连，从而导致表面缺陷或样品卡住。
电绝缘与导电性
区分BN与其他脱模剂（如石墨喷涂）很重要。
虽然石墨喷涂是导电的并保持电气接触，但氮化硼通常是电绝缘体。在常规热压中，这通常是可以接受的，但您必须意识到BN不能促进模具组件之间的电流流动。
为您的目标做出正确选择
在为热压准备石墨模具时，请考虑您的具体优先事项：
- 如果您的主要关注点是化学纯度：优先进行彻底、均匀的氮化硼涂层，以完全隔离活性金属（如钛）与碳。
- 如果您的主要关注点是易于弹出：确保在填充前让BN层完全干燥，以最大化其润滑性能并防止粘连。
总结：氮化硼不仅仅是一种脱模剂；它是一种化学屏障，对于在富碳烧结环境中生产无污染样品至关重要。
总结表：
| 功能 | 主要优点 | 重要性 |
|---|---|---|
| 化学屏障 | 防止碳化 | 保持材料纯度并防止形成脆性表面层。 |
| 机械润滑剂 | 便于样品弹出 | 实现无损弹出并保护石墨模具。 |
| 保护屏障 | 隔离活性金属 | 对于钛合金和对碳敏感的材料至关重要。 |
| 表面完整性 | 减少摩擦 | 延长工具寿命并最大限度地减少零件表面的缺陷。 |
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参考文献
- L. Bolzoni, E. Gordo. Comparison of Microstructure and Properties of Ti-6Al-7Nb Alloy Processed by Different Powder Metallurgy Routes. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.551.161
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
